Storage-on-Chip 从“芯”架构VTL到云存储

近日，SOUL在北京举办了“芯架构，新备份”的新品发布会，将Storage-on-Chip技术和最新产品SureSave VTL5000进一步推向市场，会后北京众志和达信息技术有限公司的两位副总CTO（技术总监）张衡和COO（运营总监）马林接受了记者的采访。

众志和达CTO（技术总监）兼副总经理张衡在会上发表演讲

所谓“Storage-on-Chip”架构，就是将存储系统中的多个功能模块集中到一个芯片上，以此来实现提高集成度、简化电路设计，并改善性能和降低功耗的目的。

具体到SOUL（众志和达）公司的虚拟磁带库产品，也是从早期的基于PC服务器，经过了嵌入式ARM架构而一步步地发展到今天的Storage-on-Chip。通过在FPGA（现场可编程门阵列）专用集成电路基础上开发相应的软件来解决不同档次SureSave VTL系列产品的需求。

上图就是本次发布的SureSave VTL5000系列虚拟磁带库，其中上方为4台1U高度堆叠放置的VTL5200控制器（机头），其中每台控制器拥有12个前/后端可调的4Gb/s 光纤通道接口（位于16个光纤接口中左侧的），另外还有4个千兆以太网接口（最右边的4个光纤）。在控制器下方（深色部分）是连接在“后端”的FC接口磁盘阵列柜，数据就是保存在它里面的硬盘上。目前，虚拟磁带库核心技术所在的VTL控制器是众志和达自主研发设计并拥有知识产权的，后端的阵列柜暂时由其它OEM厂商提供。

SureSave VTL5000系列产品中除了定位较高的5200之外，还有一款相对低端的型号VTL5100。它可以选择的扩展范围在1～4个控制器之间（VTL5200为2～32个），并且每个控制器的FC接口减少到6个（4个以太网接口不变）。同时5100的可用容量、最大传输性能和其它一些规格也相应的低于5200。（详见下表）

值得一提的是，SureSave VTL5000控制器提供的每一个光纤通道接口，用于连接前端（主机）还是后端（磁盘阵列柜）都可以在管理软件中自定义。这就是Storage-on-Chip的优势所在，因为FPGA所实现的功能是可以由软件来控制的。在实际应用中，前/后端接口的配置情况可以根据用户对性能/容量的需求而定。不过我们也发现，如果将VTL5200每台控制器的大部分端口用于连接磁盘阵列的话，可能会超出管理允许的可用容量限制。因此较多的FC接口主要还是为了同时连接更多的主机，在一定程度上可以替代光纤交换机的作用。

另外我们还注意到，SureSave VTL5000上面4个支持iSCSI的千兆以太网接口也是光纤的。而在通常情况下，iSCSI设备为了降低传输线缆和交换机的成本，大都采用RJ-45铜缆接口。这是因为SOUL考虑到控制器内部设计的统一，VTL5000前/后端所有接口都使用了光纤收发器，这样在芯片交换架构看来4个以太网与光纤通道接口只是在于协议和带宽的不同，设计上具有一定的通用性。毕竟在数据中心的机房内，光纤交换机的使用还是比较普遍的。当然它们也能够添加光电转换模块来支持RJ-45网线，如果将来用户对铜缆接口iSCSI的需求较多，众志和达也有可能会考虑更改设计。

其实对于最终使用者而言，一个存储产品内部采用何种架构并不太重要，关键是它的实际表现如何。SureSave VTL5200单个控制器节点的吞吐量达到了3.6TB/h，换算下来就是1GB/s，这在虚拟磁带库产品中已经算是相当不错了。再乘以支持的并行节点数，就得到了115.2TB/h的最大集合吞吐量。

SureSave VTL5000能够支持2台控制器之间的HA（高可用性）配置，可以用来避免单点故障造成的损失。不过它的并行技术目前还不支持自动冗余切换，需要手动切换。